Bunu hayal edin: Dünya, yaklaşık dört milyar yıl önce. Henüz hücreler yok. Herhangi bir şeyi içine alacak zarlar yok. Sadece moleküllerden oluşan, kaynayan, sıcak ve kimyasal olarak düşmanca bir çorba. Ve bir şekilde, bir yerde, RNA—genetik talimatları taşıyan molekül—hayatta kalmak, diğer RNA moleküllerini bulmak ve sonunda bildiğimiz yaşamı ortaya çıkaracak kimyayı başlatmak zorunda.
Bu tam olarak nasıl oldu? Bilimin en büyük gizemlerinden biri bu ve dürüst olmak gerekirse, bu durumun üstesinden gelinmesi gereken tüm olasılıkları düşündüğümüzde, burada olup bunu merak ediyor olmamız biraz akıl almaz.
Neyse ki Buffalo Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, tüm bunları açıklamaya yardımcı olabilecek büyüleyici bir şey keşfetti. Ve dikkat edin—bu, kelimenin tam anlamıyla TEK bir oksijen atomuna bağlı.
Erken Yaşamın Tavuk-Yumurta Problemi
RNA ile ilgili asıl mesele şu: kırılgandır. Çok fazla ısıya, asiditeye veya sert kimyasallara maruz kaldığında parçalanır. Erken Dünya’da bu koşullar her yerdeydi.
Ancak RNA, ilginç bir şey yapmak—örneğin çoğalmak, reaksiyonları katalizlemek veya sonunda ilk proteinlere ve nihayetinde DNA’ya yol açmak—için diğer RNA molekülleriyle etkileşime girmek zorundadır. Hücreler var olmadan önce, RNA moleküllerini bir arada tutacak bir zar yoktu. Sadece uçsuz bucaksız okyanusta dağılıp giderlerdi ve birbirlerine neredeyse hiç çarpmazlardı.
Peki RNA, yaşamı başlatacak kadar nasıl organize olabildi?
Damlalar Sahneye Çıkıyor
Bilim insanları bir süredir RNA’nın kendi türünde koruyucu bölmeler—zarları olmayan küçük sıvı baloncuklar gibi davranan damlalar—oluşturmuş olabileceğinden şüpheleniyordu. Salata sosundaki yağ damlalarını düşünün, ama RNA ve sudan yapılmış.
Bu damlalar, RNA moleküllerini tek bir noktada yoğunlaştırarak etkileşme olasılığını artırabilirdi. Ayrıca sert ortama karşı bir miktar koruma da sağlayabilirlerdi. Soru şuydu: RNA bu damlaları oluşturmakta neden bu kadar iyidir?
İşte yeni araştırma burada devreye giriyor.
Küçük Bir Kimyasal Sır
Bu çalışmada beni en çok büyüleyen şey şu. RNA ve DNA genellikle benzer moleküller olarak tanımlanır—DNA uzun vadeli depolama, RNA ise habercidir. Ancak kimyasal olarak, yalnızca tek bir küçük özellikten farklıdırlar.
RNA’daki her şeker birimi, 2'-hidroksil grubu (kısa adıyla 2'-OH) denen bir yapıya sahiptir. DNA’nın şekeri buna sahip değildir—bunun yerine orada bir hidrojen atomu bulunur. Yani aslında, RNA’yı DNA’dan sadece biraz daha karmaık kılan, hidrojen atomuna bağlı tek bir oksijen atomundan bahsediyoruz.
Bir. Oksijen. Atom.
Bu kadar.
Ve yine de, bu küçük farkın, RNA’nın o koruyucu damlaları oluşturup oluşturamayacağı konusunda oyun değiştirici olduğu görülüyor.
Her Şeyi Ortaya Çıkaran Deneyler
Araştırma ekibi, ısıtıldığında RNA ve DNA’nın nasıl davrandığını karşılaştırdı. Her ikisi için de aynı genetik dizileri kullandılar, böylece tek fark o oksijen atomuydu.
Buldukları şey dikkat çekiciydi: RNA, DNA’ya kıyasla yaklaşık 10°C daha düşük sıcaklıklarda damla oluşturmaya başlıyordu. On derece çok gibi görünmeyebilir, ancak kimyada bu aslında büyük bir farktır. RNA’nın bu yapıları oluşturmak için yoğunlaşma eğiliminin önemli ölçüde daha güçlü olduğu anlamına gelir.
Ama daha da ilginci var.
RNA damlalar oluşturduğunda, içindeki moleküller birbirleriyle bağlanarak birbirine bağlı ağlar oluşturuyordu. Bu ağlar büyüdükçe, damlalar akışkan—ince bal gibi—olmaktan daha çok jel benzeri bir şeye dönüşüyordu. Bu jel benzeri